Аналого-цифровой преобразователь

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических . Республик

< л974570 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 230879 (21) 2814139у21 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—

Р1 М. Кп.

Н 03 К 13/17

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

1 3 УДК 681. 325 (088.8) Опубликовано 151182 Бюллетень ¹ 42

Дата опубликования описания 15.1182

71) Заявитель (54) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и предназначено для преобразования аналоговых величин в цифровые эквиваленты.

Известен аналого-цифровой преобразователь, содержащий операционный усилитель, аналоговый ключ, запоминающую емкость, буферный усилитель, компаратор, логическое устройство, двухпозиционный ключ, резистивную цепь, прербразователь напряжениекод, источник опорного напряжения, выходной регистр кода и схему синхронизации(1).

Е недостаткам такого преобразователя следует отнести сложность схемы и отсутствие возможности измерения амплитудных значений переменных напряжений, так как для этого необходимо дополнительное устройство определения экстремума входного напряжения.

Известен аналого-цифровой преобразователь, содержащий двоичный счетчик, счетный вход которого соединен с выходом генератора импульсов через логический вентиль, а выходы со входами преобразователя код-напряжение, выход которого подключен к первому входу устройства сравнения, выход которого соединен с первым вхо; дом триггера, второй вход которого подключен к шине запуска 2).

Известный преобразователь менее сложен,. однако имеет узкие функциональные возможности.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройi0

Указанная цель достигается тем, что в аналого-цифровой преобразователь, содержащий двоичный счетчик, счетный вход которого соединен с выходом генератора импульсов через логический вентиль, а выходы — co входами преобразователя код-..напряжение, выход которого подключен к первому входу устройства сравнения, выход которого соединен с первым входом триггера, второй вход которого подключен к шине запуска, введены зле менты И и ключ, а двоичный счетчик выполнен в виде комбинационного сумматора с регистром, выходы которого подключен к первым входам комбинационного сумматора, входы — к выходам комбинационного сумматора, вторые входы соединены с установочными шинами через элементы .И, управляющие входы которых подключены к прямому

974570 выходу триггера, инверсный выход которого соединен со входом переноса младшего разряда комбинационного сумматора, а управляющий вход логического вентиля соединен с выходом устройства сравнения, второй вход кото- 5 рого подключен к входной шине через ключ .

На фиг.1 принедена структурная схема устройства, на фиг.2 и 3 — временные диаграммы, поясняющие его прин 10 цип работы.

Лналого-цифроной преобразователь содержит генератор импульсов 1, логический вентиль 2, и-разрядный регистр 3, и-разрядный комбинационный сумматор 4, преобразователь 5 код-напряжение, устройство сравнения 6, триггер 7, элементы И 8, установочные шины 9, ключ 10.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении состояние прямого выхода триггера 7 соответствует нулю-низкому потенциалу. В момент прихода по шине "Запуск" импуль- са на прямом выходе триггера устанавливается единица и на выходах элементов И устанавливается код Л, который приложен к установочным шинам 9, обнуляется регистр 3 и. на выходе комбинационного сумматора 4, а следовательно, на выходах регистра 3 и преобразователя код-напряжение 5 также устанавливается код A. На выходе преобразователя код-напряжение 5 имеет Уровень О„ „ =bUA где д0 — 35 минимальный квайт приращения напряжения с вь.хода преобразователя 5. .Схема готова к приему информации.

Если производится преобразование постоянных уровней, то при замыл.ании 40 ключа 10 напряжение U c входной шины прикладывается ко входу устройства сравнения б и при этом, если напряжение Ой> больше, чем напряжение с выхода преобразователя код-напряже- 45 кие 5, то на выходе устройство сравнения 6 действует высокйй потенциал, который открывает логический вентиль

2 и на вход регистра 3 поступают импульсы с генератора импульсов 1 для записи состояния на входе регистра 3. Таким образом, состояние кода регистра 3 по выходам .увеличивается на Л, так как по мере прохождения импульсов происходит постоянное суммирование вновь записанного кода с регистра 3 с кодом на установочных шинах 9 ча комбинационном сумматоре 4. Формируется на входе преобразователя 5 монотонная числовая последовательность с дискретностью Л, 6О а на выходе ступенчатая пила с дискретностью напряжений д 0* 1фиг.2).

По мере роста напряжения U íàñòóïà ет такой момент, когда напряхение на выходе преобразователя 0„„„= 65

k b,UA, где К вЂ” порядковый номер импульса записи, становится больше входного, тогда на выходе устройства сраннения 6 образуется низкий потенциал, который закрывает логический вентиль 2. Триггер 7 по отрицательному скачку приходит по прямому выходу в нулевое состояние и закрывает элементы И и на входе переноса младшего разряда появляется единица.

На выходе комбинационного сумматора 4 образуется число, равное (K-1)Л+1, а напряжение на выходе преобразователя 5 Ол„„ =ЬО ((М-1)A+1) меньшее, чем U „и на выходе устройства сравнения б вновь устанавливается единица, которая способствует прохождению импульсов на регистр 3. Но так как установочные шины 9 отключены и на выходах элементов И действует ноль, а на входе переноса младшего разряда единица, то формируется на выходе комбинационного сумматора 4 числовая последовательнссть с дискретностью единица, а ка выходе преобразователя 5 формируется ступенчатая пила с дискретностью д U Счет продолжается до тех пор, пока U ке лкн будет больше или равно О и на выходе устройства сраннения 6 устанавливается ноль, запирая логический вен- тиль 2. Преобразование закончено.

Таким образом, если выбрать величину Л больше единицы, то реализуется формированный режим уравновешивания. Величина Л может быть выбрана из различных условий по необходимости потребителя. Если же неизвестна ориентировочная величина входного напряжения, то Л необходимо брать такой, чтобы дискретность напряжения на выходе преобразователя 5 при формированном режиме была равна максимальному пределу более чувствительнои шкалы измерителя.

Вместе с тем, аналого-цифровой преобразователь позволяет измерять амплитуды переменных напряжений. Принцип преобразователя аналогичен предыдущему, но имеет некоторые особенности вследствие того, что входное напряжение имеет колебательный характер. Так на промежуточном этапе, когда входное напряжение уменьшается и становится меньше напряжения с ныхода преобразователя 5 на выходе устройства сравнения 6 устананливается нулевой потенциал, который запирает логический вентиль 2 и записанная в регистре 3 информация запоминается до прихода следующей полуволны входного сигнала (фиг.3), Процесс уравновешивания возобновляетсл, если поступает условие U „ q 0„„„ но уже с малым шагом до тех пор, пока напряжение с преобразователя 5 не достигает амплитудного значения входного сигнала.

974570

Формула изобретения

3а

Аналого-цифро вой преобразователь, содержащий двоичный. счетчик, счетный вход которого соединен с выходом генератора импульсов через логический 5 вентиль, а выходы — co входами преобразователя код-напряжение, выход которого подключен к первому входу устройства сравнения, выход которого соединен с первым входом триггера,,!О второй вход которого подключен к шине запуска, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей, в него введены элементы И и ключ,а 15 двоичный счетчик выполнен в виде комбинационного сумматора с регистром, выходы которого подключены к первым входам комбинационного сумматора, входы — к выходам комбинационного сумматора, вторые входы которого соединены с установочными шинами через элементы И, управляющие входы которых подключены к прямому выходу триггера, инверсный выход которого соединен со входом переноса младшего разряда комбинационного сумматора, а управляющий вход логического вентиля соединен с выходом устройства сравнения, второй вход которого подключен к входной шине через ключ.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 498732, кл. Н 03 К 13/02, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

9 400022, кл. Н 03 К 13/20, 1971 (прототип).

974570

/

Составитель B.Ìàõíàíoâ

Техред М.Гергель Корректор Н . Король ч

Редактор А.Долинич

Заказ

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

8734/77 Тираж 959 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.,д. 4/5